一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法与流程

本发明属于粉煤热解与电站锅炉耦合工艺，具体涉及一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法。

背景技术：

1、20世纪以来，面对一次能源以煤为主、能源需求日益增长以及世界环境恶化的现实，构建资源、能源、环境整体化的可持续发展能源系统是未来能源战略方向。煤是一种复杂的混合物，作为单一用途来利用往往会造成很大浪费，如果能把以煤作为资源的多个生产工艺作为一个整体考虑，从整体利用的角度，分级转化，分级利用，实现煤炭高效低污染利用，更好地解决人们所面临的资源与环境问题。

2、粉煤快速热解技术是选用粉煤为原料，配套磨煤系统处理成平均粒径50-100μm的煤粉，以高温粉焦作为固体热载体，以自产的煤气循环作为气体热载体，利用气体的流动带动粉煤和热载体的返混，加速传热和传质过程，同时利用固体热载体的高热容，实现气固热载体的高效传热，保障粉煤在提升管反应器中达到秒级快速反应。

3、2021年全国原煤产量41.3亿吨，煤炭消费量占能源消费总量的比重为56％，中国约14亿吨的煤炭用于发电。目前若将总煤量中的大约10亿吨的富油煤进行热解分离出油气，粉焦用于燃烧发电。将得到1.7亿吨油、600亿方气，少排9亿吨二氧化碳，实现低阶煤资源最大化利用，降低油气对外依存度，保障国家能源安全。煤炭作为电站锅炉燃料，如何在高温燃烧运输过程中进行煤粉的回收再利用，是当前面临的重要技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法，以解决高温燃烧运输过程中煤粉回收再燃烧的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统，包括：反应沉降器、粉焦冷却器、第一仓泵发送罐和第二仓泵发送罐；

4、所述反应沉降器粉焦出口与粉焦冷却器入口相连接，粉焦冷却器出口分别连接第一仓泵发送罐入口和第二仓泵发送罐入口。

5、进一步地，还包括氮气缓冲罐，所述氮气缓冲罐的出口连接第一仓泵发送罐出口和第二仓泵发送罐出口。

6、进一步地，还包括烧炭器和电站锅炉；

7、所述烧炭器入口和反应沉降器底部通过沉降器斜管相连接；

8、反应沉降器的下部连接有立管式热解反应器；烧炭器通过底部的烧炭器立管连接立管式热解反应器入口；

9、第一仓泵发送罐出口和第二仓泵发送罐出口分别与电站锅炉入口相连接。

10、第二方面，本发明提供了一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，包括：

11、第一工况：将热解系统产生的高温粉焦通过输送介质直接输送至电站锅炉燃烧；

12、第二工况：将反应沉降器进输出的高温粉焦在粉焦冷却器中进行冷却，再通过第一仓泵发送罐和第二仓泵发送罐送至电站锅炉燃烧。

13、进一步地，第一工况中参与输送的输送介质为惰性气体。

14、进一步地，反应沉降器输出的高温粉焦，有四个来处；

15、第一路是热解系统的反应沉降器，粉焦温度550℃，流量235t/h；

16、第二路为反应沉降器外旋分分离器，流量1.2t/h,温度550℃；

17、第三路为烧炭器第二级旋风分离器收下来的粉焦，10.6t/h，温度680℃；

18、第四路为烧炭器第三级旋风分离收集来的粉焦，1.2t/h，温度680℃。

19、进一步地，第一工况时，粉焦冷却器作为一个通道，产生的粉焦直接送至煤粉电站锅炉前6个粉焦仓。

20、进一步地，第二工况是将热解系统热解产生出的550度以上热粉焦在粉焦冷却器中进行热交换降温到200度或以下后送到煤粉电站锅炉前6个粉焦仓。

21、进一步地，第二工况中，当电站锅炉事故时，粉焦冷却器投入使用，将反应沉降器反应生成的粉焦冷却到200℃或者常温输送至粉焦缓存仓进行储存，此时细煤粉输送至缓存仓进行储存，待电站锅炉恢复正常时，再从热解系统输送粉焦至电站锅炉，逐步将粉焦缓存仓送入电站锅炉燃烧。

22、进一步地，还包括热解系统对粉焦经过二次加工，产生酚类产品、液化天然气、芳烃、特种油品或活性炭的步骤。

23、本发明至少具有以下有益效果：

24、1、本发明提供一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法，包括反应沉降器、粉焦冷却器、第一仓泵发送罐和第二仓泵发送罐；所述反应沉降器出口与粉焦冷却器入口相连接，第一仓泵发送罐入口和第二仓泵发送罐入口分别和粉焦冷却器出口相连接。本发明通过用多级旋风组合除尘工艺，实现气固快速高效分离；

25、2、本发明提供一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法，第二工况是将热解系统热解产生出的550度以上热粉焦在粉焦冷却器中进行热交换降温到200度或以下后送到煤粉电站锅炉前6个粉焦仓。通过冷却换热能充分保证燃烧的安全性，实现粉焦的高效燃烧。

技术特征：

1.一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统，其特征在于，包括：反应沉降器(1)、粉焦冷却器(2)、第一仓泵发送罐(4)和第二仓泵发送罐(5)；

2.根据权利要求1所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统，其特征在于，还包括氮气缓冲罐(3)，所述氮气缓冲罐(3)的出口连接第一仓泵发送罐(4)出口和第二仓泵发送罐(5)出口。

3.根据权利要求1所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统，其特征在于，还包括烧炭器(6)和电站锅炉(7)；

4.一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，基于权利要求3所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统，包括：

5.根据权利要求4所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，第一工况中参与输送的输送介质为惰性气体。

6.根据权利要求4所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，反应沉降器(1)输出的高温粉焦，有四个来处：

7.根据权利要求6所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，第一工况时，粉焦冷却器(2)作为一个通道，产生的粉焦直接送至煤粉电站锅炉(7)前6个粉焦仓。

8.根据权利要求4所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，第二工况是将粉焦在粉焦冷却器(2)中进行热交换降温到200度或以下后送到煤粉电站锅炉(7)前6个粉焦仓。

9.根据权利要求8所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，第二工况中，当电站锅炉(7)事故时，粉焦冷却器(2)投入使用，将反应沉降器(1)反应生成的粉焦冷却到200℃或者常温输送至粉焦缓存仓进行储存，此时细煤粉输送至缓存仓进行储存，待电站锅炉(7)恢复正常时，再从热解系统输送粉焦至电站锅炉(7)，逐步将粉焦缓存仓送入电站锅炉(7)燃烧。

10.根据权利要求4所述的一种粉煤热解与电站锅炉耦合的方法，其特征在于，还包括热解系统对粉焦进行二次加工，产生酚类产品、液化天然气、芳烃、特种油品或活性炭的步骤。

技术总结
本发明属于粉煤热解与电站锅炉耦合工艺技术领域，具体涉及一种粉煤热解与电站锅炉耦合的系统及方法，包括：反应沉降器、粉焦冷却器、第一仓泵发送罐和第二仓泵发送罐，所述反应沉降器粉焦出口与粉焦冷却器入口相连接，粉焦冷却器出口分别连接第一仓泵发送罐入口和第二仓泵发送罐入口。本发明通过用多级旋风组合除尘工艺，实现气固快速高效分离。

技术研发人员：尚建选,李强林,冯平安,王莹燕,屈鹏亮,郭振祥,高源
受保护的技术使用者：陕煤电力集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14